Optimization of multi-enzyme cascade process for the biosynthesis of benzylamine

苄胺 化学 产量(工程) 生物合成 苯丙氨酸 生物化学 丙氨酸 组合化学 有机化学 氨基酸 材料科学 冶金
作者
Jinli Wang,Runan Dong,Jingxian Yin,Jianhua Liang,Haijun Gao
出处
期刊:Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry [Oxford University Press]
卷期号:87 (11): 1373-1380
标识
DOI:10.1093/bbb/zbad111
摘要

Benzylamine is a valuable intermediate in the synthesis of organic compounds such as curing agents and antifungal drugs. To improve the efficiency of benzylamine biosynthesis, we identified the enzymes involved in the multi-enzyme cascade, regulated the expression strength by using RBS engineering in Escherichia coli, and established a regeneration-recycling system for alanine. This is a cosubstrate, coupled to cascade reactions, which resulted in E. coli RARE-TP and can synthesize benzylamine using phenylalanine as a precursor. By optimizing the supply of cosubstrates alanine and ammonia, the yield of benzylamine produced by whole-cell catalysis was increased by 1.5-fold and 2.7-fold, respectively, and the final concentration reached 6.21 mM. In conclusion, we achieved conversion from l-phenylalanine to benzylamine and increased the yield through enzyme screening, expression regulation, and whole-cell catalytic system optimization. This demonstrated a green and sustainable benzylamine synthesis method, which provides a reference and additional information for benzylamine biosynthesis research.
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